Під час аналізу даних п’ятирічної давності з Великого адронного коллайдера (БАК) вчені виявили статистичні аномалії, які можуть вказувати на новий вид елементарних частинок.
Про це 18 квітня повідомили на семінарі в CERN – найбільшої в Європі лабораторії фізики елементарних частинок. Ці дані можуть виявитися звичайними статистичними відхиленнями, які вдасться виправити під час подальшого аналізу зібраної інформації. Втім, вони інтригують, адже узгоджуються з попередніми подібними флуктуаціями, а також зробленими на їх основі теоретичними передбаченнями нової елементарної частинки.
Короткоіснуючі частинки B-мезони, які утворюються під час зіткнень протонів, розпадаються не так, як цього вимагає теорія – розповідає фізик з Бірмінгемського університету Саймон Бифани. У відповідності зі Стандартною моделлю, серед залишків розпаду B-мезонів повинна бути приблизно однакова кількість частинок матерії і антиматерії, зокрема електрон-позитронних і мюон-антимюонних пар. Однак кількість електрон-позитронних пар чомусь переважає.
Це може бути всього-навсього статистичними відхиленням, каже Гай Уілкінсон, фізик з Оксфордського університету. Вчені проаналізували дві окремі групи даних БАК і в кожній з них виявили аномальну перевагу електрон-позитронних пар зі статистичною значущістю 2,5 сигма. Це істотно менше порога в 5 сигма, який дозволяє заявити про відкриття. Однак подібні аномалії вже зустрічалися в минулому під час аналізу залишків розпаду мезонів. Жодна з них поки не є статистично значущим, але всі вони вказують в однаковому напрямку.
Окремі вчені не впевнені, що ці відхилення гідні такої-то розголосу. Як написав у Twitter фізик з CERN Андре Давид, «сигма тут, сигма там» ще не свідчить про відкриття. Втім, є й ті, хто говорить про цілу нову фізику. Цікаво те, що останні результати розпаду B-мезонів порівнянні з цими ідеями, говорить теоретик Девід Штрауб з Технічного університету Мюнхена. 17 квітня він опублікував статтю на сервісі arXiv з аналізом останніх результатів розпаду В-мезонів. Крім статті Штрауба, з’явилися ще п’ять схожих публікацій. «Наукове співтовариство уважно стежить за цими результатами», – говорить фізик-теоретик з Вільного університету Амстердама Хуан Рохо.
Якщо вони не є статистичними відхиленням, то все вказує на те, що під час розпаду В-мезонів на дуже короткий час з’являється ще якась невідома науці частинка, яка не передбачена Стандартною моделлю і впливає на їх результати. З цим погоджуються автори всіх шести статей. Можливо, ця частка є різновидом Z-бозона або т. зв. «лептокварком» – частинкою, що поєднує властивості кварків і лептонів.
Жодна з цих часток не фігурує в улюблених теоретиками схемах перегляду Стандартної моделі. Якщо, однак, вони дійсно існують, то детектори LHC ATLAS і СМЅ повинні детектувати їх безпосередньо, а не за продуктами розпаду інших частинок.
Дані, які гіпотетично вказують на новий вид частинок, були зібрані під час першого запуску ВАК перед 2013 р., коли його закрили для модернізації. Заново колайдер заробив в 2015 р. і зібрав набагато більше даних. «Ми маємо достатньо даних, щоб підтвердити чи спростувати ці ефекти. Скоро правда відкриється», – каже Гай Уілкінсон. Всі крапки над «і» вчені планують поставити вже до кінця цього року.